JP2003237022A - アライメント方法、アライメント装置及びスクリーン印刷用のスクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の複雑化を招くことなく、高速で精度良
く位置合わせすることができるアライメント方法を提供
する。 【解決手段】 基板３と、基板３に印刷するためのスク
リーン４とのずれ状態を特定し、その特定結果に基づい
て基板３とスクリーン４とを位置合わせするアライメン
ト方法において、基板３に設けられた菱形のアライメン
トマーク３２と、スクリーン４に設けられた菱形のアラ
イメントマーク２２とを観察して基板３とスクリーン４
とのずれ状態を特定し、その特定結果に基づいて基板３
及びスクリーン４の少なくともいずれか一方を操作して
基板３とスクリーン４とを位置合わせする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被印刷体とスクリ
ーンとを位置合わせするアライメント方法、アライメン
ト装置及びそれらに適したスクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被印刷体とスクリーンとの位置合
わせは手作業で行われていた。すなわち、作業者が２５
倍程度のルーペを用いて被印刷体及びスクリーンにそれ
ぞれ設けられたアライメントマークを見比べ、ずれの有
無を判断することにより位置合わせした。従って、印刷
の仕上がり品質は当該作業者の技量に依存していた。

【０００３】近年は、ＣＣＤカメラを用いて位置合わせ
が行われている。ＣＣＤカメラを用いたアライメント方
法では、例えば、以下のように位置合わせする。アライ
メント精度を被印刷体の幅方向のずれと、被印刷体の印
刷方向のずれと、被印刷体の平面上での回転方向（偏角
方向）のずれである偏角ずれの３つのパラメータによっ
て表す。被印刷体には２つのアライメントマークＡ、Ｂ
を設ける。一方、スクリーンにはアライメントマーク
Ａ、Ｂにそれぞれ対応するアライメントマークα、βを
設ける。これらのアライメントマークには、十字の形状
をしたものを用いる。ＣＣＤカメラによりこれらのアラ
イメントマークを撮像して画像処理を行うことにより、
それぞれのアライメントマークの重心を特定する。次
に、アライメントマークＡの重心及びＢの重心の中点
と、アライメントマークαの重心及びβの重心の中点と
を特定し、さらに、これらの中点と中点との幅方向のず
れ量を特定する。そして、特定したずれ量に基づいて幅
方向の位置合わせを行う。また、アライメントマークＡ
の重心とαの重心との印刷方向のずれ及びアライメント
マークＢの重心とβの重心との印刷方向のずれ量をそれ
ぞれ特定する。さらに、２箇所の印刷方向のずれ量の相
違から、偏角ずれを特定する。そして特定した印刷方向
及び偏角のずれに基づいて、印刷方向及び偏角方向の位
置合わせする。

【０００４】ここで、スクリーン印刷のように刷胴を用
いない印刷では、被印刷体としての基板に色数に応じて
複数回に分けて印刷するため、２回目以降の印刷では１
回目に印刷を行った位置に対して精度良く位置合わせを
行う必要がある。この場合、アライメントマークを基板
の４隅、又は向かい合う２辺の中心に設置することが行
われている。すなわち、アライメントマークの数を増や
すことによって、位置合わせの精度を所定の範囲内とし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した十字のアライ
メントマークを用いるアライメント方法では、画像処理
に高度な技術が必要である。また、高速で位置合わせを
するためには、個々のアライメントマークにそれぞれ対
応してＣＣＤカメラを設け、並列的に画像処理をする必
要があることから、位置合わせの精度を所定の範囲内に
するためにアライメントマークの数を増やした場合、Ｃ
ＣＤカメラの設置台数も増やす必要がある。この場合、
ＣＣＤカメラの台数が増えるほど画像処理が複雑なもの
となり、設備投資に見合った高速化が図れないだけでな
く、位置合わせのための装置も複雑化する。

【０００６】そこで、本発明は、装置の複雑化を招くこ
となく、高速で精度良く位置合わせすることができるア
ライメント方法、アライメント装置及びそれらに適した
スクリーンを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、本発明のアライメ
ント方法、アライメント装置及びスクリーンについて説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。

【０００８】本発明のアライメント方法は、被印刷体
（３）と、前記被印刷体にスクリーン印刷を行うための
スクリーン（４）とのずれ状態を特定し、その特定結果
に基づいて前記被印刷体と前記スクリーンとを位置合わ
せするアライメント方法において、前記被印刷体及び前
記スクリーンのそれぞれに設けられた菱形のアライメン
トマーク（３２，２２）を観察して前記被印刷体と前記
スクリーンとのずれ状態を特定し、その特定結果に基づ
いて前記被印刷体及び前記スクリーンの少なくともいず
れか一方を操作して前記被印刷体及び前記スクリーンと
を位置合わせすることにより、上述した課題を解決す
る。

【０００９】本発明のアライメント方法によれば、アラ
イメントマークを菱形としたため、被印刷体及びスクリ
ーンに設けられた一対のアライメントマークを撮影して
画像処理することにより、スクリーンの表面と平行かつ
互いに直交する２軸方向のずれ量と、スクリーンの表面
と直交する軸線を中心とした回転方向、いわゆる偏角方
向に関するずれ量とを特定して高速に位置合わせを行う
ことができる。このため、アライメントマークの数の増
加及びＣＣＤカメラ等の撮像手段の設置台数の増加、並
びにそれらに伴う画像処理の複雑化及び位置合わせのた
めの装置の複雑化を招くことなく、精度良く高速に位置
合わせすることができる。

【００１０】特に、アライメントマークが形成する菱形
を対角線方向に関して異方性を有するものとした場合に
は、スクリーンの表面と平行な直交２軸方向に関するず
れ量を互いに区別して確実に認識することができる。

【００１１】本発明のアライメント方法においては、前
記被印刷体及び前記スクリーンのそれぞれに設けられた
円形のアライメントマーク（３１，２１）を観察して前
記被印刷体と前記スクリーンとのずれ状態を特定し、そ
の特定結果に基づいて前記被印刷体及び前記スクリーン
とを位置合わせし、その後に前記菱形のアライメントマ
ークを利用したずれ状態の特定と、その特定結果に基づ
く位置合わせとを行ってもよい。この場合、円形のアラ
イメントマークは菱形のそれよりも高速に画像処理を行
うことができる。従って、最初から菱形のアライメント
マークを利用して位置合わせを行う場合よりも、円形の
アライメントマークを利用した方が粗い精度の位置合わ
せを高速で行える。この後、菱形のアライメントマーク
のずれに基づいて位置合わせを行うことにより、短時間
に高精度の位置合わせを行うことができる。

【００１２】さらに、本発明のアライメント方法におい
ては、前記菱形のアライメントマークを前記被印刷体及
び前記スクリーンの複数箇所にそれぞれ設け、それぞれ
のアライメントマークを対象として前記ずれ状態の特定
と前記位置合わせとを行ってもよい。この場合には、ス
クリーンに伸びが生じたとき（以下、この現象を版伸び
と呼ぶことがある。）や印刷面が曲面の場合において
も、複数箇所からのずれ状態の情報を取得することによ
り精度良く位置合わせを行うことができる。

【００１３】また、本発明のアライメント装置は、被印
刷体（３）と、前記被印刷体にスクリーン印刷を行うた
めのスクリーン（４）とのずれ状態を特定し、その特定
結果に基づいて前記被印刷体と前記スクリーンとを位置
合わせするアライメント装置であって、前記被印刷体及
び前記スクリーンのそれぞれに設けられた菱形のアライ
メントマーク（２２，３２）を含む所定の領域を撮像
し、得られた画像に対応する信号を出力する撮像部
（５）と、前記被印刷体及び前記スクリーンの少なくと
もいずれか一方を駆動する駆動手段（２０）と、前記撮
像部からの信号に基づいて前記被印刷体と前記スクリー
ンとのずれ状態を特定し、その特定結果に基づいて、前
記被印刷体及び前記スクリーンの各アライメントマーク
が一致するように前記駆動手段の動作を制御する制御手
段（７）と、を備えることを特徴とする。

【００１４】このアライメント装置によれば、菱形のア
ライメントマークが設けられた被印刷体とスクリーンと
を本発明のアライメント方法に従って位置合わせするこ
とができる。

【００１５】本発明の前記制御手段は、前記ずれ状態と
して、前記アライメントマークが形成する菱形の対角線
方向に関する前記被印刷体と前記スクリーンとのずれ量
と、前記スクリーンと直交する軸線を中心とした回転方
向のずれ量に相当する偏角ずれとを特定してもよい。

【００１６】前記撮像部は、前記被印刷体及び前記スク
リーンのそれぞれに設けられた円形のアライメントマー
ク（２１，３１）の画像に対応した信号を出力可能であ
り、前記制御手段は、前記円形のアライメントマークの
画像に対応した前記撮像部からの信号に基づいて前記被
印刷体と前記スクリーンとのずれ状態を特定し、その特
定結果に基づいて前記被印刷体及び前記スクリーンとを
位置合わせし、その後に前記菱形のアライメントマーク
の画像に対応した前記撮像部からの信号に基づいて前記
ずれ状態の特定と、その特定結果に基づく位置合わせと
を行ってもよい。

【００１７】本発明のスクリーンは、被印刷体（３）に
印刷すべきパターンが所定の領域（４ａ）内に設けられ
たスクリーン印刷用のスクリーン（４）であって、前記
領域外に菱形のアライメントマーク（２２）が設けられ
ていることを特徴とするものである。また、本発明のス
クリーンは、矩形の外形を有し、前記菱形のアライメン
トマークの対角線方向が前記矩形の辺の方向と一致して
いてもよい。前記アライメントマークが形成する菱形が
前記対角線方向に関して異方性を有していてもよい。前
記領域外には前記菱形のアライメントマークとは別に円
形のアライメントマーク（２１）が設けられてもよい。
これらのスクリーンによれば、同一形状のアライメント
マークを被印刷体に設けることにより本発明のアライメ
ント方法を実現することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
アライメント装置１の全体構成を示す図である。この図
に示すように、アライメント装置１は固定台２を備えて
いる。固定台２の上方には被印刷体としての基板３が配
置され、基板３の上方には基板３と所定の間隔を保つよ
うにスクリーン４が配置される。アライメント装置１に
は、基板３とスクリーン４とを位置合わせするために、
基板３及びスクリーン４の少なくともいずれか一方、例
えば基板３を動かすための駆動装置２０が設けられる。
駆動装置２０は、基板３をスクリーン４の表面と平行か
つ互いに直交する２軸方向（ｘ−ｙ軸方向）と、スクリ
ーン４の表面に直交する軸線を中心とした回転方向（偏
角方向）とに駆動して基板３とスクリーン４とを位置決
めすることができる。このような駆動装置２０は例えば
Ｘ−Ｙステージと回転テーブルとを組み合わせる等、各
種の周知の構成を利用できる。なお、駆動装置２０は、
基板３に代え、又は基板３に加えてスクリーン４を駆動
して位置決めを行うものでもよい。基板３及びスクリー
ン４は平板状に限定されず、湾曲した板状であってもよ
い。

【００１９】アライメント装置１には、基板３及びスク
リーン４のアライメントマークを撮像して映像信号を出
力するＣＣＤカメラ５、５と、ＣＣＤカメラ５、５をそ
れぞれスクリーン４の表面に対して平行に移動させるた
めのモータ６、６とが設けられる。さらに、アライメン
ト装置１はマイクロプロセッサにて構成されたＣＰＵ７
を備える。ＣＰＵ７には、アライメント装置１の起動処
理等の基本動作を制御するプログラムが記録されたＲＯ
Ｍ８と、ＣＰＵ７に対する作業領域を提供するＲＡＭ９
と、アライメント装置１にて位置合わせを実行するため
に必要な各種のプログラム及びデータが記録された外部
記憶装置１０と、モータ６、６をそれぞれ駆動するため
の駆動装置１１、１１と、ＣＣＤカメラ５、５からの映
像信号をそれぞれ画像データに変換して出力する画像処
理部１２、１２とが接続される。ＣＰＵ７は、外部記憶
装置１０に記憶されたプログラムに基づいて、ＣＣＤカ
メラ５を所定位置に移動させるように駆動装置１１に指
示信号を出力する。これにより、ＣＣＤカメラ５の視野
内にスクリーン４に設けられたアライメントマークが収
まるようにする。また、ＣＰＵ７は画像処理部１１から
の画像データに基づいて、基板３に設けられたアライメ
ントマークと、スクリーン４に設けられたアライメント
マークとのずれを特定する。アライメントマークのずれ
は、ｘ、ｙ軸方向のずれ量と、偏角方向のずれ量（偏角
ずれ）として特定する。そして、特定した３方向のずれ
量に基づいて駆動装置２０の各方向の駆動量を算出し、
その駆動量を指示する動作指示信号を駆動装置２０に出
力する。

【００２０】図２はスクリーン４に設けられたアライメ
ントマークの配置を模式的に示す図である。スクリーン
４は矩形状の外形を有している。スクリーン４上には、
印刷パターンが形成された印刷領域４ａと、印刷領域４
ａの周縁に設けられた非印刷領域４ｂとが設けられる。
非印刷領域４ｂには、円形のアライメントマーク２１と
菱形のアライメントマーク２２とを１組として、スクリ
ーン４の向かい合う２辺の付近にそれぞれ１組ずつ、合
計２組設けられている。ただし、各組同士は、向かい合
う２辺に沿う方向について互いにずれた位置となってい
る。また、アライメントマーク２２は、菱形の２本の対
角線の方向がスクリーン４の２辺の方向とそれぞれ一致
するように設けられている。しかも、アライメントマー
ク２２の２本の対角線の長さは互いに相違し、それによ
り菱形のアライメントマーク２２は対角線方向に関して
異方性を有している。ＣＣＤカメラ５、５はアライメン
トマーク２１及び２２の組に対応して２台設けられてい
る。１組のアライメントマーク２１とアライメントマー
ク２２との距離は、ＣＣＤカメラ５においてアライメン
トマーク２１を撮像する位置とアライメントマーク２２
を撮像する位置との移動距離が短くなるように、所定の
範囲となっている。

【００２１】図３は、スクリーン４のアライメントマー
ク２２が形成された部分を拡大して示す図であり、図２
（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図である。スクリー
ン４は、線材４０を縦糸及び横糸として織った網４１
と、感光性樹脂等から形成される膜４２とを有する。線
材４０は、例えば、シルク等の繊維やステンレス等の金
属から形成される。網４１の密度は、例えば、線径が４
０μｍ、同一方向の線材と線材との間隔２５μｍであ
る。膜４２はインクの透過を阻止する手段として設けら
れている。膜４２に抜け部を設けることにより印刷領域
４ａに適宜の印刷パターンが形成される。従って、イン
クを印刷領域４ａにおける網４１の網の目４３を通過さ
せることにより所望の印刷パターンが基板３に印刷され
る。アライメントマーク２２は、図２の非印刷領域４ｂ
の膜４２に菱形の抜け部を設けることにより形成され
る。円形のアライメントマーク２１についても同様にし
て形成される。

【００２２】図４は、アライメント装置１におけるアラ
イメントマーク２１，２２による位置合わせの様子を模
式的に示す図である。基板３には、スクリーン４のアラ
イメントマーク２１、２２に対応するアライメントマー
ク３１、３２が設けられている。すなわち、スクリーン
４と同様に、円形のアライメントマーク３１と異方性を
有する菱形のアライメントマーク３２とを１組として、
基板３の向かい合う２辺の付近にそれぞれ１組ずつ、合
計２組設けられている。これらのアライメントマーク
は、基板３とスクリーン４とを正しく位置合わせしたと
きに、ｘ軸方向、ｙ軸方向、偏角方向についての位置
が、スクリーン４の対応するアライメントマークとそれ
ぞれ一致するように設けられている。

【００２３】このため、基板３とスクリーン４とが正規
の位置からｘ軸方向、ｙ軸方向にずれている場合、その
ずれ量だけ、図４（ａ）の左側に示すように、アライメ
ントマーク２１と、基板３に設けられた円形のアライメ
ントマーク３１とはｘ軸方向、ｙ軸方向にずれる。従っ
て、アライメントマーク２１とアライメントマーク３１
とのｘ軸方向及びｙ軸方向のずれ量を特定し、基板３と
スクリーン４との相対位置を変化させてアライメントマ
ーク２１とアライメントマーク３１とを一致させること
により（図４（ａ）の右側参照）、基板３とスクリーン
４とのｘ軸方向、ｙ軸方向の位置合わせをすることがで
きる。

【００２４】ただし、基板３とスクリーン４とが偏角方
向にずれていても、円形のアライメントマーク２１、３
１では、1対のアライメントマークから偏角ずれを特定
することはできない。これに対して、図４（ｂ）の左側
に示すように、アライメントマーク２２及び基板３に設
けられた菱形のアライメントマーク３２においては、基
板３とスクリーン４との偏角ずれθがアライメントマー
ク２２とアライメントマーク３２との向きのずれとして
現れ、偏角ずれθを特定することができる。このため、
１対のアライメントマーク２２及びアライメントマーク
３２からｘ軸方向及びｙ軸方向のずれ量と、偏角ずれを
特定することができる。従って、図４（ｂ）の右側に示
すようにアライメントマーク２２とアライメントマーク
３２とを一致させるように基板３とスクリーン４との相
対位置を変化させることにより、基板３とスクリーン４
とを位置合わせすることができる。

【００２５】しかも、アライメントマーク２２及びアラ
イメントマーク３２は異方性を有するため、ｘ軸方向及
びｙ軸方向を明瞭に区別することができる。さらに、菱
形の一部をＣＣＤカメラ５によって撮像できない場合に
も、アライメントマークの向きを特定することができ
る。例えば、菱形の一つの頂点を形成する２辺を特定で
きれば、他の辺が特定できなくとも、アライメントマー
クの向きを特定できる。従って、スクリーン印刷のよう
にスクリーン４が不透明な部分を有する場合、スクリー
ン４に菱形の抜け部を設けることによってアライメント
マーク２２を形成し、アライメントマーク２２と、スク
リーン４の上方からアライメントマーク２２を介して撮
像できる基板のアライメントマーク３２との偏角ずれを
特定し、位置合わせすることができる。

【００２６】図５は、ＣＰＵ７が実行する位置合わせ処
理の手順を示すフローチャートである。固定台２とスク
リーン４との間に基板３が搬入されるとＣＰＵ７は図５
の処理を実行する。この処理において、ＣＰＵ７はアラ
イメントマーク２１及びアライメントマーク３１を撮像
するために画像処理部１２に指示信号を出力する（ステ
ップＳ１）。次に、画像処理部１２からの画像データに
エッジ強調処理、コントラスト強調処理、２値化処理等
の画像データのデータ量を縮小しつつ、アライメントマ
ーク２１，３１のずれ検出の精度を上げるための画像処
理を施す（ステップＳ２）。なお、エッジ強調処理をし
た場合には、アライメントマーク全体を読まなくても高
速で容易に処理することが可能となる。

【００２７】ステップＳ３では、画像処理したデータに
基づいて、アライメントマーク２１及びアライメントマ
ーク３１のｘ軸方向及びｙ軸方向のずれ量を特定する。
例えば、まず、アライメントマーク２１、２１、３１、
３１の重心をそれぞれ特定する。次に、アライメントマ
ーク２１の重心とアライメントマーク２１の重心との中
点、アライメントマーク３１の重心とアライメントマー
ク３１の重心との中点をそれぞれ特定する。そして、そ
の中点と中点との距離をｘ軸方向、ｙ軸方向の成分に分
けて特定し、基板３とスクリーン４のｘ軸方向、ｙ軸方
向のずれ量とする。ここで、１対のアライメントマーク
２１、３１のみからずれ量を特定せず、２対のアライメ
ントマークからずれ量を特定したのは、スクリーン４の
版伸びの影響を考慮したものである。すなわち、スクリ
ーン４が版伸びしている場合には、各位置におけるずれ
量が相違する。この場合に１対のアライメントマーク２
１、３１におけるずれ量のみを基板３とスクリーン４と
のずれ量として位置合わせをすると、そのアライメント
マークから離れた位置のずれ量が大きくなるからであ
る。ステップＳ４では、特定したｘ軸方向、ｙ軸方向の
ずれ量に相当する距離だけ基板３をｘ軸方向、ｙ軸方向
に動かすように駆動装置２０に動作指示信号を出力す
る。

【００２８】ステップＳ５では、ＣＣＤカメラ５を所定
位置に移動させるように、モータ６を駆動する駆動装置
１１に指示信号を出力する。これにより、ＣＣＤカメラ
５の視野内にアライメントマーク３１が収まるようにす
る。なお、外部記憶装置１０にモータ６の制御量を予め
記憶しておくことにより指示信号を出力してもよいし、
アライメントマーク２１とアライメントマーク３１との
位置関係に関連する情報を外部記憶装置１０に記憶して
おき、ステップＳ３にて特定したアライメントマーク２
１の重心の位置を参照して駆動装置１１に指示信号を出
力してもよい。

【００２９】ステップＳ６では、アライメントマーク２
２及びアライメントマーク３２を撮像するために画像処
理部１２に指示信号を出力する。ステップＳ７では、ス
テップＳ２と同様に、エッジ強調処理等の画像処理部１
２からの画像データにデータ量を縮小しつつ、アライメ
ントマークのずれ検出の精度を上げるための画像処理を
施す。

【００３０】ステップＳ８では、画像処理したデータに
基づいて、アライメントマーク２２及びアライメントマ
ーク３２のｘ軸方向及びｙ軸方向のずれ量、偏角ずれを
特定する。例えば、ｘ軸方向及びｙ軸方向のずれ量につ
いては、ステップＳ３と同様に、それぞれのアライメン
トマークの重心を特定し、アライメントマーク２２の重
心とアライメントマーク２２の重心との中点、アライメ
ントマーク３２の重心とアライメントマーク３２の重心
との中点をそれぞれ特定する。そして、その中点と中点
との距離をｘ軸方向、ｙ軸方向の成分に分けて特定し、
基板３とスクリーン４とのｘ軸方向、ｙ軸方向のずれ量
とする。偏角ずれについては、まず、アライメントマー
ク２２及びアライメントマーク３２の辺の向き及び位置
をそれぞれ特定する。特定した辺の向き及び位置から、
それぞれのアライメントマークの向きを特定する。特定
したアライメントマーク２２の向きとアライメントマー
ク３２の向きとを比較して、偏角ずれを特定する。

【００３１】そして、２対のアライメントマークにおけ
る偏角ずれを平均して基板３とスクリーン４との偏角ず
れとする。２対のアライメントマークにおける偏角ずれ
を平均することにより、スクリーン４の版伸びの影響に
よる偏角ずれの誤差を緩和することができる。特に、ス
クリーン４が大きなものとなるほど版伸びも大きくなる
ため、版伸びによる誤差を効果的に緩和することができ
る。ステップＳ９では、特定したｘ軸方向及びｙ軸方向
のずれ量、偏角ずれに相当する量だけ基板３をｘ軸方
向、ｙ軸方向、偏角方向に動かすように駆動装置２０に
指示信号を出力する。これにより、駆動装置２０が動作
して基板３とスクリーン４とが位置合わせされる。

【００３２】本実施形態では、ステップＳ６からＳ９ま
での菱形のアライメントマーク２２、３２による位置合
わせに先立って、ステップＳ１からＳ４までの円形のア
ライメントマーク２１、３１によりｘ軸方向、ｙ軸方向
について位置合わせを実行しているので、アライメント
マーク２２，３２のみで位置合わせを行う場合よりも高
速に位置合わせを行える。

【００３３】本実施形態では、ＣＣＤカメラ５をアライ
メントマーク２１を撮像する位置とアライメントマーク
２２を撮像する位置との間で移動させるアライメント装
置１を例示したが、１組のアライメントマーク２１及び
アライメントマーク２２を同時に撮像できるように、ア
ライメントマーク２１とアライメントマーク２２との距
離を所定範囲に収めてもよい。

【００３４】本実施形態では、ＣＰＵ７が外部記憶装置
１０に記憶されたプログラムを実行することにより、基
板３とスクリーン４とのずれを特定して位置合わせする
ための各種の手段として機能しているが、位置合わせに
必要な機能の一部をＣＰＵ７に代えて論理回路にて実現
してもよい。また、ステップＳ２、Ｓ７の画像処理は、
ＣＰＵ７とは別の画像処理専用回路で実行してもよい。
例えば画像処理部１２にてステップＳ２，Ｓ７の画像処
理を実行してもよい。

【００３５】本発明のアライメント方法において、撮像
されたアライメントマーク２２とアライメントマーク３
２との面積の比較や形状の比較により、ｚ軸方向のずれ
量やｘ軸、ｙ軸周りの回転方向のずれ量を特定し、位置
あわせすることもできる。撮像されたアライメントマー
ク２２又はアライメントマーク３２の面積又は形状と、
これらに関連して予め外部記憶装置１０に記憶された情
報とを比較して、ｚ軸方向のずれ量やｘ軸、ｙ軸周りの
回転方向のずれ量を特定し、位置あわせすることもでき
る。

【００３６】上記の実施形態では各基板３に対して円形
のアライメントマーク２１，３１を利用した位置合わせ
と、菱形のアライメントマーク２２，３２を利用した位
置合わせとを実施するものとしたが、アライメントマー
ク２１，３１を利用した位置合わせを必要なときのみ行
うようにしてもよい。図６及び図７にその実施形態を示
す。

【００３７】図６のアライメント装置１においては、基
板３を突き当て可能なピン５０、５０が固定台２に設け
られるとともに、ピン５０、５０及びアライメントマー
ク３５、３５を撮像可能なＣＣＤカメラ５１とを備えて
いる。なお、ＣＣＤカメラ５１はアライメントマーク２
１，２２の撮影用のＣＣＤカメラ５（図２参照）と兼用
してもよいし、別にしてもよい。その他に、図６のアラ
イメント装置１は、固定台２に対して基板３を搬入及び
搬出するための搬送装置と、スクリーン４を基板３に対
して移動させるためのスクリーン駆動装置とを備える
が、それらの図示は省略した。なお、基板３を移動させ
るための駆動装置２０等のその他のアライメント装置の
構成要素は、図１に示したアライメント装置１と同様で
ある。画像処理部１２はＣＣＤカメラ５に加えてＣＣＤ
カメラ５１を駆動する。

【００３８】図７は、図６のアライメント装置１のＣＰ
Ｕ７が実行する位置合わせ処理の手順を示すフローチャ
ートである。この処理において、ＣＰＵ７は、不図示の
搬送装置に対して基板３をピン５０、５０に突き当てる
まで搬入するように指示する（ステップＳ２０）。次
に、スクリーン４の初期位置に関連する情報がＲＡＭ９
にセットされているか否か判定する（ステップＳ２
１）。保持されていないと判定した場合は、ＣＣＤ５１
を駆動して、固定台２上の基準位置（例えばピン５０の
位置とする。）とアライメントマーク３１とを撮像する
ように画像処理部１２に指示し、画像処理部１２からの
画像データに基づいてピン５０とアライメントマーク３
１とのｘ方向及びｙ方向についての距離をそれぞれ特定
する（ステップＳ２２）。

【００３９】次に、スクリーン４を基板３の上方の所定
位置に配置するようにスクリーン駆動装置に指示する
（ステップＳ２３）。ステップＳ２４では、ＣＣＤ５１
を駆動してピン５０とアライメントマーク２１とを撮像
するように画像処理部１２に指示し、画像処理部１２か
らの画像データに基づいてピン５０とアライメントマー
ク２１とのｘ方向及びｙ方向についての距離をそれぞれ
特定する。ステップＳ２５では、ピン５０とアライメン
トマーク３１とのｘ方向及びｙ方向についての距離、及
びピン５０とアライメントマーク２１とのｘ方向及びｙ
方向についての距離に基づいて、アライメントマーク２
１とアライメントマーク３１とのずれ量を特定する。次
にそのずれ量をスクリーン４の初期位置に関連する情報
としてＲＡＭ９にセットする。ステップＳ２１におい
て、初期位置に関連する情報がセットさせていると判定
した場合は、ステップＳ２２からＳ２６をスキップす
る。

【００４０】ステップＳ２７では、ＲＡＭ９にセットさ
れたずれ量だけスクリーン４を移動させるようにスクリ
ーン駆動装置に指示する。この処理は図５のステップＳ
４の処理に相当する。

【００４１】次に、図５のステップＳ５〜Ｓ９と同様に
画像処理部１２を駆動してアライメントマーク２２と３
２とのずれ量を特定する（ステップＳ２８）。ステップ
Ｓ２９では、ずれ量が所定の基準レベルを超えているか
否か、例えばスクリーン４のアライメントマーク２２を
介して基板３のアライメントマーク３２が観察できない
程にアライメントマーク２２，３２がずれているか否か
を判定する。基準レベル以内と判断された場合は、ずれ
量に基づいて位置合わせのための処理を実行する（ステ
ップＳ３０）。ステップＳ３０は図５のステップ９の処
理に相当する。ステップＳ２９にて基準レベルを超えて
いると判定した場合はＲＡＭ９の初期位置情報をリセッ
トし（ステップＳ３１）、その後、ステップＳ２１に戻
って初期位置に関連する情報を再度取得する。ステップ
Ｓ３０の位置合わせの完了後、印刷処理が行われ、その
後に次の基板３が搬入されるときから図７の処理が再開
される。

【００４２】以上のように初期位置に関連する情報を適
宜設定、更新することにより、スクリーンが版伸びした
場合にも、適正な誤差範囲で初期位置合わせを実行する
ことができる。なお、上記の例では、基板３を基準とし
てスクリーン４を位置合わせするものとしたが、スクリ
ーン４を基準として基板３を位置合わせしてもよい。基
板３及びスクリーン４とは別に絶対的な基準位置を規定
しておき（例えばピン５０の位置）、その基準位置に対
して基板３及びスクリーン４のそれぞれのアライメント
マーク２２，３２が所定位置に位置決めされるように基
板３及びスクリーン４を駆動することにより、基板３と
スクリーン４とを位置合わせしてもよい。

【００４３】

【実施例】本発明の実施例及び比較例を以下に示す。実
施例として、図１に示すようなアライメント装置に、図
２に示すような円形のアライメントマーク及び異方性を
有する菱形のアライメントマークを１組として、スクリ
ーンの向かいあう２辺の付近にそれぞれ１組ずつ、合計
２組（４個）のアライメントマークを設けたスクリーン
を配置して位置合わせを行った。スクリーンの大きさは
Ａ４スクリーンとし、それぞれのアライメントマークの
大きさは５ｍｍ程度とした。円形のアライメントマーク
の位置はスクリーンの直交する２辺からそれぞれ２６．
４ｍｍ、４ｍｍずつ離れた位置とし、菱形のアライメン
トマークの位置はスクリーンの直交する２辺から１７．
４ｍｍ、３４ｍｍずつ離れた位置とした。

【００４４】また、比較例として、実施例に用いたアラ
イメント装置にさらに２台ＣＣＤカメラを追加して合計
４台とし、十字形のアライメントマークを２個１組とし
てスクリーンの４隅にそれぞれ１組ずつ、合計４組（８
個）配置したスクリーンを用いて位置合わせを行った。
スクリーンの大きさは実施例と同様にＡ４スクリーンと
し、それぞれのアライメントマークの大きさは５ｍｍ程
度とした。アライメントマークの位置は各組の１つはス
クリーンの直交する２辺からそれぞれ５．７ｍｍ、７．
６ｍｍずつ離れた位置とし、他の１つはスクリーンの直
交する２辺から５．７ｍｍ、８．６ｍｍずつ離れた位置
とした。

【００４５】テスト結果の一覧を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１に示すように、本発明の実施例では位
置合わせに５秒を要し、十字形のアライメントマークを
用いた比較例では位置合わせに３０秒を要している。従
って、本発明のアライメント方法によれば、位置合わせ
に要する時間を従来に比較して１／６に短縮できること
が確認された。さらに、比較例では位置合わせをしても
部分的にずれが残るが、本発明の実施例ではずれが残ら
ないことも確認された。

【００４８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアライ
メント方法によれば、菱形のアライメントマークを利用
して位置合わせを行うようにしたので、被印刷体とスク
リーンとにそれぞれ設けられた一対のアライメントマー
クの画像に基づいて、直交２軸方向のみならず、いわゆ
る偏角方向のずれをも特定して高速に位置合わせを行う
ことができる。従って、アライメントマークの数の増加
及びＣＣＤカメラ等の撮像手段の設置台数の増加、並び
にそれらに伴う画像処理の複雑化及び位置合わせのため
の装置の複雑化を招くことなく、精度良く高速に位置合
わせすることができる。特に、アライメントマークが形
成する菱形を対角線方向に関して異方性を有するものと
した場合には、スクリーンの表面と平行な直交２軸方向
に関するずれ量を互いに区別して確実に認識することが
できる。さらに、複数のアライメントマークのスクリー
ンの面に沿ったずれ量から偏角ずれを特定する場合に
は、版伸びが生じたときや、印刷面が曲面であるときに
精度良く特定することが困難となるが、そのような弊害
も防止することができる。円形のアライメントマークを
併用して、予め粗い位置合わせを行うようにすれば、よ
り一層高速に処理を終えることができる。

【００４９】また、本発明のスクリーンによればその菱
形のアライメントマークを利用して本発明のアライメン
ト方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るアライメント装置の
全体構成を示す図。

【図２】図１のアライメント装置に配置されるスクリー
ンに設けられたアライメントマークの配置を模式的に示
す図。

【図３】スクリーンのアライメントマークが形成される
部分を拡大して示す図。

【図４】図１のアライメント装置におけるアライメント
マークによる位置合わせの様子を模式的に示す図。

【図５】図１のアライメント装置のＣＰＵが実行する位
置合わせ処理の手順を示すフローチャート。

【図６】アライメント装置の他の実施形態を示す図。

【図７】他の位置合わせ処理の手順を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

３ 基板 ４ スクリーン ５ ＣＣＤカメラ（撮像部） ７ ＣＰＵ（制御手段） ２０ 駆動装置（駆動手段） ２１ 円形のアライメントマーク ２２ 菱形のアライメントマーク ３１ 円形のアライメントマーク ３２ 菱形のアライメントマーク

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被印刷体と、前記被印刷体にスクリーン
   印刷を行うためのスクリーンとのずれ状態を特定し、そ
   の特定結果に基づいて前記被印刷体と前記スクリーンと
   を位置合わせするアライメント方法において、 前記被印刷体及び前記スクリーンのそれぞれに設けられ
   た菱形のアライメントマークを観察して前記被印刷体と
   前記スクリーンとのずれ状態を特定し、その特定結果に
   基づいて前記被印刷体及び前記スクリーンの少なくとも
   いずれか一方を操作して前記被印刷体及び前記スクリー
   ンとを位置合わせすることを特徴とするアライメント方
   法。
2. 【請求項２】 前記ずれ状態として、前記アライメント
   マークが形成する菱形の対角線方向に関する前記被印刷
   体と前記スクリーンとのずれ量と、前記スクリーンと直
   交する軸線を中心とした回転方向のずれ量に相当する偏
   角ずれとを特定することを特徴とする請求項１に記載の
   アライメント方法。
3. 【請求項３】 前記アライメントマークが形成する菱形
   が前記対角線方向に関して異方性を有していることを特
   徴とする請求項２に記載のアライメント方法。
4. 【請求項４】 前記被印刷体及び前記スクリーンのそれ
   ぞれに設けられた円形のアライメントマークを観察して
   前記被印刷体と前記スクリーンとのずれ状態を特定し、
   その特定結果に基づいて前記被印刷体及び前記スクリー
   ンとを位置合わせし、その後に前記菱形のアライメント
   マークを利用したずれ状態の特定と、その特定結果に基
   づく位置合わせとを行うことを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか１項に記載のアライメント方法。
5. 【請求項５】 前記菱形のアライメントマークを、前記
   被印刷体及び前記スクリーンの複数箇所にそれぞれ設
   け、それぞれのアライメントマークを対象として前記ず
   れ状態の特定と前記位置合わせとを行うことを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか１項に記載のアライメント方
   法。
6. 【請求項６】 被印刷体と、前記被印刷体にスクリーン
   印刷を行うためのスクリーンとのずれ状態を特定し、そ
   の特定結果に基づいて前記被印刷体と前記スクリーンと
   を位置合わせするアライメント装置において、 前記被印刷体及び前記スクリーンのそれぞれに設けられ
   た菱形のアライメントマークを含む所定の領域を撮像
   し、得られた画像に対応する信号を出力する撮像部と、 前記被印刷体及び前記スクリーンの少なくともいずれか
   一方を駆動する駆動手段と、 前記撮像部からの信号に基づいて前記被印刷体と前記ス
   クリーンとのずれ状態を特定し、その特定結果に基づい
   て、前記被印刷体及び前記スクリーンの各アライメント
   マークが一致するように前記駆動手段の動作を制御する
   制御手段と、を備えることを特徴とするアライメント装
   置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記ずれ状態として、
   前記アライメントマークが形成する菱形の対角線方向に
   関する前記被印刷体と前記スクリーンとのずれ量と、前
   記スクリーンと直交する軸線を中心とした回転方向のず
   れ量に相当する偏角ずれとを特定することを特徴とする
   請求項６に記載のアライメント装置。
8. 【請求項８】 前記撮像部は、前記被印刷体及び前記ス
   クリーンのそれぞれに設けられた円形のアライメントマ
   ークの画像に対応した信号を出力可能であり、 前記制御手段は、前記円形のアライメントマークの画像
   に対応した前記撮像部からの信号に基づいて前記被印刷
   体と前記スクリーンとのずれ状態を特定し、その特定結
   果に基づいて前記被印刷体及び前記スクリーンとを位置
   合わせし、その後に前記菱形のアライメントマークの画
   像に対応した前記撮像部からの信号に基づいて前記ずれ
   状態の特定と、その特定結果に基づく位置合わせとを行
   うことを特徴とする請求項６又は７に記載のアライメン
   ト装置。
9. 【請求項９】 被印刷体に印刷すべきパターンが所定の
   領域内に設けられたスクリーン印刷用のスクリーンであ
   って、前記領域外に菱形のアライメントマークが設けら
   れていることを特徴とするスクリーン。
10. 【請求項１０】 矩形の外形を有し、前記菱形のアライ
    メントマークの対角線方向が前記矩形の辺の方向と一致
    していることを特徴とする請求項９に記載のスクリー
    ン。
11. 【請求項１１】 前記アライメントマークが形成する菱
    形が前記対角線方向に関して異方性を有していることを
    特徴とする請求項１０に記載のスクリーン。
12. 【請求項１２】 前記領域外には前記菱形のアライメン
    トマークとは別に円形のアライメントマークが設けられ
    ていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項
    に記載のスクリーン。